Page 42 - 《中国医疗器械杂志》2025年第2期
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Chinese Journal of Medical Instrumentation                                         2025 年 第49卷 第2期

                                                    综     合     评    述



                  普通相机在表面结构采集方面具有很高的便捷                          域扩展到所需的厚度，生成三维模型。之后根据三
              性，设备便宜且常见。但普通相机重建精度较差，                            维模型来设计组织补偿物，使其完美地贴合患者的
                               [12]
              无法提供绝对尺度 。有研究表明，普通相机扫描                            体表或黏膜。在直接打印方式下创建组织补偿
                                                    [17]
              的3D装置与体表之间的空隙比CT大44% 。相机                          物模型；在间接打印方式下创建组织补偿物外壳
              设置和照明可提高重建质量，用于成像放疗模体的                            模型。

              最佳相机曝光设置为较低的感光度（International                     1.2    实施打印

              Standardization Organization，ISO）、高f挡（小光          1.2.1    打印机类型
                                         [18]
              圈尺寸）和1/60 s的快门速度 。普通相机适用于                             制造组织补偿物的3D打印机主要有两种类型，
              患者无毛发覆盖的部位。                                       分别是熔融沉积（fused deposition modeling，FDM）
                  深度相机除了包含普通相机的功能，还可以检                          打印机和光固化打印机。FDM打印机具有成本低、
              测和重建低光下的表面解剖，且能检测任何肤色。                            尺寸大和材料选择广泛等优点，但在制作过程中具
              有研究表明，在制作组织补偿物方面，深度相机与                            有层纹结构，打印质量相对较差。光固化打印机具
              手工制作的辐射剂量分布是相同的 。深度相机适                            有精度高和打印物体表面平滑的特点，广泛适用于
                                              [19]
              用于患者无毛发覆盖的部位。                                     高精度组织补偿物的制作。然而，由于打印尺寸较

              1.1.2    三维建模                                     小、材料选择有限、部分材料不符合生物相容性，
                  获取结构扫描数据后需将其输入专业图像处理                          且打印过程通常会产生刺激性气味，光固化打印机
                                                  [8]
              软 件 中 ， 如 Eclipse（ Varian， 美 国 ） 和 Mimics         目前主要应用于头颈部小范围组织补偿物的制作，
               Materialise，比利时） 。设计师根据放疗靶区
             （                      [10]                        涵盖鼻部、眼眶、头皮和耳部区域                  [13-14, 20-21] 。组织
              标记出需要制作组织补偿物的区域，然后将标记区                            补偿物材料及制作参数如表2所示。


                                                 表2   组织补偿物材料及制作参数
                                            Tab.2  Materials and manufacturing parameters of bolus
              制作方式 打印机类型                            填充材料                        外壳材料         密度/（g/cm ）
                                                                                                      3
              直接打印 熔融沉积        PLA                                              无      1.07~1.25（100%填充），
                                                                                       0.41~0.97（10%~60%填充）
                               ABS类（ABS、 ABS-M30、 ABS plus）                            1.01~1.05（100%填充），
                                                                                       0.38~0.84（10%~60%填充）
                               TPU类（TPU、 Ninjaflex 85A、Ninjaflex）                      0.96~1.14
                               PETG                                                    1.11~1.2
                               铜与PLA和聚羟基烷酸共聚物                                          3.33 ± 0.28
                      光固化      Tango Plus、透明光敏聚合物树脂、ABS、Agilus-60 、VisiJet             1.1~1.14
                               M2、Agilus、接枝甲基丙烯酸酯的光固化壳聚糖水凝胶
              间接打印 熔融沉积、 蜡、热固化软聚氨酯树脂、RA-00AB硅橡胶、RA-05AB硅橡 PLA、                         1~1.15
                      光固化      胶、硅胶、水凝胶、硅酮、mold Star™30（硅酮）、Dragon              HIPS、
                               Skin（硅化合物）、Eurosil-4 Pink（硅橡胶）、Smooth-On         PETG
                                     TM
                               EcoFlex （硅橡胶）


                                                                                          [24]
              1.2.2    打印材料                                     痛，需使用砂纸打磨其表面 。TPU材料柔韧性优
                  3D打印组织补偿物常用材料包括丙烯腈-丁二                         于PLA和ABS，但应用于盆腔区域易出现气隙：出
              烯-苯乙烯共聚物（acrylonitrile butadiene styrene,         现气隙大于10 mm的概率达20%，小于5 mm的概率
                                                                       [25]
              ABS）、聚乳酸（polylactic acid, PLA）、热塑性                仅为3% 。受呼吸运动的影响，胸腹部区域也易
              聚氨酯（thermoplastic polyurethane, TPU）、硅胶、          出现上述问题       [23, 26] 。硅胶、硅酮和硅橡胶材料硬度
              硅酮和硅橡胶，以及其相应的增强和改性材料。硬                            较低，贴合性强，患者舒适度高，但制备组织补偿
                                                                             [10]
              度、稳定性、密度、安全性等是材料选择的综合评                            物的流程复杂 。PLA、ABS、TPU材料的稳定性
                                                                           [21]
              估指标 。                                             强于水凝胶 。通过间接打印制作的水凝胶组织补
                    [9]
                  PLA、ABS、TPU材料硬度较高，由此制备的                       偿物由于重力作用，易变形，同时其物理特性导致
                                                                                                [9]
              组织补偿物形变较小，无法与易变动的人体结构区                            其易失水和变形，不适合长期使用 。在制作条件
              域进行拟合 ，适用性受限。有研究表明，PLA组                           许可的前提下，推荐使用硅胶、硅酮和硅橡胶等柔
                         [22]
              织补偿物无法用于大体积乳腺附件的假人模体 。                            软稳定的材料作为无支撑作用的组织补偿物的制作
                                                         [23]
              ABS plus组织补偿物用于耳部，易导致外耳道疼                         材料。对于有支撑作用的组织补偿物（如头枕型组

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